初学者
10 分钟

使用ST25R3918和ATmega328为您的项目添加高级NFC功能

兼容多种标准的NFC收发器,包括ISO14443、ISO15693和NFC论坛标签类型1、2、4和5

NFC 5 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

NFC 5 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

快速高效的 NFC 通信只需一键即可实现!

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

NFC 5 Click 基于 STMicroelectronics 的 ST25R3918,这是一款多用途 NFC 收发器,支持 NFC 读取功能、被动点对点功能和 NFC 卡模拟。该组件旨在满足物联网 (IoT) 应用和各种消费或工业用途的需求,提供出色的模拟性能。ST25R3918 芯片适用于许多 NFC 和高频 RFID 任务,包括消费电子、物联网配件识别、参数调整、品牌安全、访问管理、客户互动等应用。它符合 ISO14443 和 ISO15693 标准,支持多种 NFC 功能,如配件识别、品牌保护和消费者互动,并支持 NFC 论坛标签类型 1、2、4 和 5 的读取模式。凭借其噪声降低接收技术,该芯片在低功率输出下即使在复杂条件下也能提供出色的

读取范围。它集成了先进的模拟前端 (AFE) 和全面的数据帧系统,适用于 NFC-A/B (ISO 14443A/B) 读卡器,提供更高的比特率,并支持高达 53 kbps 的 NFC-V (ISO 15693) 读取。此外,它还支持 ISO 18092 被动启动和目标,以及 NFC-A / NFC-F 卡模拟,增强了与 Android™ 手机的设备交互,并通过简单的 NDEF 数据交换启用 Apple® App Clips 的使用。ST25R3918 还具有低功耗唤醒模式,通过测量天线信号的幅度或相位检测卡片,配备低功耗 RC 振荡器和唤醒定时器,可在设定的间隔内激活设备以搜索标签。NFC 5 Click 提供灵活性,通过 COMM SEL 跳线支持 SPI 和 I2C 接

口。默认情况下,I2C 接口处于活动状态,支持高达 3.4MHz 的高速模式操作,而 SPI 模式可支持高达 10MHz 的时钟频率。为通知主 MCU 已完成的命令或外部事件(如对等设备字段),ST25R3918 在 IRQ 引脚上发出中断信号。ST25R3918 具有独立的电源和逻辑电源引脚,借助两个板载跳线,分别标记为 VCC 和 VIO,此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 电源/逻辑电压水平下工作。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

NFC 5 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

13.56MHz 操作的 RFID 标签符合 ISO14443-A 标准,确保高频通信。这种近距离卡技术(如 MIFARE 卡)在门禁控制、公共交通和支付系统等应用中促进了安全和非接触式交互。ISO14443-A 标准定义了通信协议,包含防碰撞机制以处理多张卡的同时使用。这些 RFID 标签具有可变的存储容量,从几字节到几千字节不等,满足各种应用需求。为了确保数据安全,该标准集成了加密和认证功能。以 MIFARE 技术为代表的这些标签因其高效性而广泛应用,对于提高各种识别和访问场景的便利性和安全性至关重要。

NFC 5 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
PD2
RST
SPI Select / ID COMM
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

NFC 5 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 NFC 5 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • nfc5_get_mifare_tag_uid - 此函数读取 Mifare 标签的 UID。

  • nfc5_write_reg - 此函数将所需数据写入选定的寄存器。

  • nfc5_read_reg - 此函数从选定的寄存器读取所需数据。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief NFC 5 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of NFC 4 Click board by reading
 * MIFARE ISO/IEC 14443 type A tag UID.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * If there's a tag detected, it reads its UID and displays it on the USB UART every 500ms.
 *
 * @note
 * Only ISO14443-A type tags are compatible with this example.
 * We recommend MIKROE-1475 - an RFiD tag 13.56MHz compliant with ISO14443-A standard.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "nfc5.h"

static nfc5_t nfc5;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    nfc5_cfg_t nfc5_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    nfc5_cfg_setup( &nfc5_cfg );
    NFC5_MAP_MIKROBUS( nfc5_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = nfc5_init( &nfc5, &nfc5_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( NFC5_ERROR == nfc5_default_cfg ( &nfc5 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t tag_uid[ NFC5_NFCA_CASCADE_3_UID_LEN ] = { 0 };
    uint8_t tag_uid_len = 0;
    
    if ( NFC5_OK == nfc5_get_mifare_tag_uid( &nfc5, tag_uid, &tag_uid_len ) )
    {
        log_printf( &logger, " TAG UID: " );
        for ( uint8_t cnt = 0; cnt < tag_uid_len; cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "0x%.2X ", ( uint16_t ) tag_uid[ cnt ] );
        }
        log_printf( &logger, "\r\n----------------------------------\r\n" );
        Delay_ms ( 500 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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